[吴伟仁“嫦娥”集自主创新之大成] 嫦娥四号吴伟仁
“与嫦娥一号相比,嫦娥二号的任务是要在技术上实现多项新的突破,在许多关键技术方面都要进行原始创新,任务更加艰巨,风险性更大,工程各系统和全体参研人员正在按照‘高标准、高质量、高效率’的要求开展工作,力争圆满完成任务。
”吴伟仁说。
在我国“嫦娥二号”探月卫星发射前夕,探月工程总设计师吴伟仁接受记者采访,全面介绍了“嫦娥二号”的技术特点、今后开展深空探测的前景以及取得顺利进展的基本经验。
他指出,我国航天事业之所以顺利发展的关键:一是能集中力量办大事,二是有一支敢于自主攻关的队伍。
记 者:吴总,您能否介绍一下“嫦娥二号”探月卫星的总体目标和技术特点? 吴伟仁: “嫦娥二号”探月卫星是我国月球探测工程二期的先导星,主要验证软着陆的部分关键技术,降低将来的工程风险,为后面工程积累经验,实际上是探月工程二期的开路先锋。
“快”就是时间快了,原来“嫦娥一号”需要12天到达月球,这次是5天112个小时。
“近”就是整个环月轨道变了,“嫦娥二号”是100公里,比“嫦娥一号”近了100公里,还要进行15公里降轨,更近、更精细地观察月球。
“精”就是测量精度高了,因为CCD相机对月成像在100公里的时候优于10米,在15公里的时候达到1.5米,这比“嫦娥一号”在200公里的时候大大提高。
“多”就是试验项目多,试验内容多。
记 者:为什么要加快速度直接进入地月转移轨道? 吴伟仁:因为奔月的最终目的还是希望载人登月。
从国外的经验来看,载人登月的在轨时间是越短越好。
我国“嫦娥一号”的调相轨道用了10多天,这次试验直接奔月,这对发射窗口要求更严了,火箭推力更大了,入轨精度和控制精度也要求更高了。
记 者:从200公里环月轨道降到100公里,难度是什么? 吴伟仁:月球上的高山和沟谷与地球大体相似。
月亮上也差不多。
按月平面算的话,10公里的高山,下面沟谷也就是10公里左右。
那么,在100公里环月的时候,卫星自己控制的技术以及我们的测控技术要求就更高了,弄不好就可能撞到月球上去。
同时,月球的质量分布不均匀,有些地方引力小,有些地方引力大,这对控制技术的要求也比较高。
记 者: “嫦娥二号”成像的目标是什么? 吴伟仁: “嫦娥二号”主要是作为2013年前发射的“嫦娥三号”软着陆的先导星。
“嫦娥三号”目前选择在月球虹湾地区实行软着陆,也就是北纬43度左右,西经31度左右。
我们要先去侦察一番,看看陆区地形怎么样,有没有山,有没有石头,地形地貌好不好,便不便于降落。
所以“嫦娥二号”的目标之一就是要对这一着陆区进行高分辨率成像,将分辨率提高到10米,在15公里的时候,再提高到1.5米,这就比以前精度更高了,因此叫“精细勘测”。
记 者:还有一个关键技术是X频段的测控? 吴伟仁:我们现在的卫星,大多数在地球周围转。
在地球周围的中轨道、低轨道、高轨道,最高轨道是36000公里,也就是地球的同步轨道。
这种轨道用S频段测控就可以了。
X频段这次是第一次使用,是8000兆,它的传输速率更高了,测定的精度也更高了,通信距离也更远了。
记 者:“嫦娥二号”为什么只计划运行半年? 吴伟仁:现在初步定的是半年,但可能会延长。
为什么定半年?因为在月面上要做很多实验,包括变轨、降轨,各种仪器设备开机,与“嫦娥一号”不一样,主要是试验项目多,燃料消耗相对增多。
关键是“嫦娥二号”的数据量大,数据精度高,要把这些数据传回来,和“嫦娥一号”也不一样。
“嫦娥一号”用了3兆码速率,这次定的是6兆码,实际上正在争取用12兆码,所以传输速率会大大提高。
记 者:“嫦娥二号”有哪些环节风险比较大? 吴伟仁:风险比较大的有三个环节。
一是火箭发射到200公里近地轨道、38万公里的远轨道,这个环节能不能精确入轨是最关键的。
在200公里的时候自由度还大一点,在100公里的时候,如果测控精度达不到的话,弄得不好有可能撞击月球,或者月球抓不住,有可能跑。
三是降轨。
因为我们选择的着陆区在月球的正面,按测算降轨的时候必须在月球的背面。
背面地面测控够不着,在这种情况下,完全靠卫星自主控制,这就有难度。
记 者:探月工程在系统协调方面有没有什么困难? 吴伟仁:在“嫦娥二号”的研制期间,我们实行了两条指挥线,一条是行政指挥线,一条是技术指挥线,这是我国航天工程一条成功的经验。
行政指挥线是领导整个工程,进行人、财、物各方面的总协调。
作为技术指挥线的总师系统,主要负责技术方案、技术路线、技术攻关,确保整个技术可行。
整个工程下面分成了五大系统,包括运载火箭系统、卫星系统、测控系统、地面应用系统和发射场系统,这五大系统参与的单位大概有上千家,参与的人员有数万人,按照这五大系统,整个工程是有条不紊进行的,我个人的工作得到了各个方面的支持。
目前没有碰到太大的困难,关键是风险,总师必须充分考虑工程的风险。
比如,火箭系统有将近3万多元器件,将近10万个电缆电线,有4800多条焊缝。
卫星系统有5万多元器件。
火箭和卫星加起来,在空中要点火起爆的火攻瓶200多种,这些火攻瓶能不能准确起爆,焊缝有没有漏的,8万多个元器件,任何一个出问题都会影响成败,所以风险比较大。
我们要把问题、风险想充分,按最坏的准备去争取最好的结果。
我觉得最大的挑战在这里。
记 者:与国外比较我国探月大概处于什么水平? 吴伟仁:和美国、前苏联相比,我国晚了50年,有些人讲我国落后了50年,我不同意。
我国只是起步晚了50年。
现在第二轮探月高潮,跟日本、印度比较,日本起步很早,上世纪90年代就发射了“羽衣号”探测器,最后失败了,没进入月球轨道。
15年过后,在2007年9月发射第二个探测器才成功了。
印度主要开展了国际合作,美国,欧洲、俄罗斯都帮助了它。
我国的特点是起步晚,2001年才开始,但起点比较高,总体规划逐步实施的方案比较严谨,投入也比较少。
与日本、印度相比各有千秋。
记 者:我国探月工程的后续规划是什么? 吴伟仁:我国探月二期工程正在全面展开。
二期工程包括“嫦娥二号”、“嫦娥三号”、“嫦娥四号”,一共三次任务。
“嫦娥三号”和“嫦娥四号”的研制难度很大,其中80%是新技术、新产品。
我们过去的航天工程是尽量采用成熟技术,一般占70%—80%,新研制的不超过20%。
这次倒过来了,有20%是成熟的,80%是新研制的。
新研制的技术攻关难度很大。
估计“嫦娥三号” 2013年前后能够在月面实现软着陆,还要释放月球车。
三期工程主要是无人采样返回,现在已经论证了实施方案,国家已经批准了这个方案,正在组织实施,大致在2020年之前完成这项工程。
如果是绕了,落下去了,又安全地采样返回,那么我们就具备了载人登月的基本条件,估计这是在2020年以后了。
记 者:我国深空探测为什么要以探月为起点? 吴伟仁:深空探测的深空有一定的定义,一般认为是150万公里以外属于深空探测。
月球是40万公里,40万公里到150万公里之间的太空没有更大的行星可探测,所以我们国家把月球探测定义为深空探测的起点。
我们首先要把探月搞好,获得的火箭技术、运载技术、探测技术、控制技术等,将来可以用到火星探测、金星探测上。
在不远的将来,我国探测火星、金星是完全有可能的,因为这两个星球离地球最近。
记 者:“嫦娥二号”开展了哪些国际合作? 吴伟仁:探月工程是一项和平利用太空的事业,我们希望和有关国家在平等互利的前提下开展更多的国际合作。
比如在测控方面,欧洲航天局给了我们不少支持。
我们的科学数据也免费提供给他们,做到资源共享,一起研究。
不过,高技术是买不来的。
我国的基本国策和社会制度决定了必须依靠自力更生和独立自主。
记 者:我国探月工程进展比较顺利,这其中有什么内正在的优势吗? 吴伟仁:第一个是社会主义制度的优越性。
我们国家只要论证清楚了,技术可行了,党和国家高度重视,集中力量办大事。
像欧洲的一些国家,搞一个活动,搞一个项目,10多个国家都同意才行。
第二个原因是我们确确实实有一支技术好、有一定基础,而且敢于自主攻关的队伍。
这是我们能够顺利开展的最根本的原因。